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    [技术]MTF计算 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-09
    描述 S!0<aFh  
    5f jmr  
    FRED可以计算一个给定系统MTF,本教程解释了如何来实现这个功能。 y>UM~E  
    ">j}!n 8J  
    建立系统 NN>,dd3T  
    zvL;.U  
    这篇文章中我们所使用的系统是一个简单的透镜,将光聚集到附着在几何面的分析面上。透镜是一个简单的双凸BK7单透镜,参数为r1=60 mm, r2=-300 mm, ct=4 mm, x semi-aperture=10, y semi-aperture=10,该透镜的像平面位于近轴焦点处。 h:}oUr8   
    IR(qjm\V  
    )\8l6Gw  
    B~G ?&"]  
    光线聚焦的几何面是一个简单的表面,它的位置规范与透镜的第二个面是一致的,并且在Z轴方向移动94.591622 mm。 C5c@@ch :  
             sFsp`kf  
         \GO^2&g(  
                   Ivmiz{Oii  
    光源是一个44*44格的相干光,类型是single direction(plane wave)单一方向的平面波,波长为0.55 μm,功率为一个单位。 An{`'U(l  
    OTY9Q  
    bx#GOK-  
    kl,I.2-  
    IQAV`~_G  
    Rt}H.D #  
    .y\j .p  
    KmG*`Es  
    ycz6-kEp  
        
    omevF>b;  
    分析 '_N~PoV  
    JK) )Cuh  
    这个系统的点扩散函数: o$)pJ#";F  
      •    Log (Normal PSF) *](maF~%C  
    •    λ = 0.55 mm {OtD+%  
    •    0.32 waves 3rd order spherical ;x^WPY Ej  
    •    EPD = 10 mm CoO..  
    •    f/# = 9.68 A)/8j2  
    点扩散函数如下图: P/6$ T2k_  
    *-'u(o  
    NCR 4n_  
           '#LbIv4  
    ZfsM($|a  
    系统的点扩散函数是: .0+=#G>  
    •     Log (Normal PSF) -}#=L@  
    •     λ = 0.55 mm ?y_W%og W  
    •     1 wave 3rd order spherical {Rc mjI7  
    •     EPD = 13.31 mm "*UN\VV+s  
    •     f/# = 7.27 s\O4D*8  
    点扩散函数如下图: X$Eg(^La  
    5-qk"@E W  
    <cS"oBh&u0  
    <q\OREMsq  
    演算 Bu7Ztt*  
    14>WpNN  
    为了充分采样透镜的空间频率直到截止频率,分析面的最小半宽需满足以下要求: mUSrCU_}  
               PIOG| E  
    {x_SnZz&  
    y.vYT{^  
    在这个等式中变量定义如下: $]LhE:!G  
    •     Nx == number of pixels in the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的像素数用于照度分布函数) +5~5BZP  
    •     w == half width of the analysis plane for the irradiance spread function (PSF)(分析面的半宽度用于照度分析函数) t7#lRp&  
    •     Δx == pixel size in lens units(透镜的像素大小单位)= 2w/Nx bvn%E H  
    •     Nf == number of pixels in the transform grid(在转换网格中的像素数); jEU`ko_  
    •    the transform grid must have 2n x 2n pixels(转换网格一定要有2n x 2n个像素) (i.e. ...16, 32 , 64, 128, 256, 512, ...) Rn?Yz^ 1q  
    •   FRED automatically sizes the transform grid so that it is 2n x 2n. Its size is the smallest grid for which Nf is greater than or equal to Nx(FRED自动规定转换网格的尺寸保证它的大小为2n x 2n。它的大小是最小的网格,Nf应大于等于Nx) >2v UFq`H  
    •    if Nx = 127, then FRED makes Nf = 128(如果Nx=127,FRED就将Nf 设置为128) )c*NS7D~f  
    •    if Nx = 128, then FRED makes Nf = 128 |p_\pa1&  
    •    if Nx = 129, then FRED makes Nf = 256 $mgamWNE8w  
    •    Δf == pixel size in 1/lens units (1个透镜单元的像素大小)= 1/(Nf*Dx) y950Q%B]  
    •     λ == wavelength in lens units(透镜单元的波长) Q+bZZMK5,U  
    •     F == focal length(焦距 v\lhbpk  
    •     D == entrance pupil diameter(入瞳直径) ={g.Fn(_  
    _UP =zW  
    比较 ;|yd}q=p  
    z3-A2#c  
    在下图中: ?OjZb'+=K  
    透镜EPD=10mm J:D{5sE<|  
    截止频率=184lp/mm s|HpN  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.348mm*0.348mm。 B8Vhl:p  
         xD.Uh}:J  
    IhR;YM[K  
    在下面的图表中: 7+]+S`p  
    透镜EPD=13.31 mm X%X`o%AqC  
    截止频率=250 lp/mm 1F|e/h%^  
    图像平面网格=128*128像素,在X和Y方向上的全宽度为0.256mm*0.256mm vC#_PI  
         Q' b@5o  
    |; [XZ ZZ  
    ce56$L8[  
    杂散光对评价函数的影响
    LOO<)XFJ  
    ;D8175px;  
    增加第一表面的BTDF函数,TIS=0.27,表面粗糙度为:90埃 meF.`fh  
    kz!CxI (  
    v 79k{<Ln  
    ]9A@iA  
    则可以看到表面粗糙对MTF的影响: W _b!FQ]  
    _s{;9&qX]  
    ]`+J!G,  
     
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